科學(xué)家們?cè)缇椭肋@幾點(diǎn)事實(shí)在理論上是正確的：宇宙中的每個(gè)粒子或一組粒子也是一種波 - 甚至大粒子，甚至細(xì)菌，甚至是人類，甚至是行星和恒星。波可以同時(shí)占據(jù)空間的多個(gè)地方。因此任何物質(zhì)也可以同時(shí)占據(jù)兩個(gè)位置。物理學(xué)家稱這種現(xiàn)象為“量子疊加”，數(shù)十年來(lái)，物理學(xué)家已經(jīng)使用小微粒證明了這一現(xiàn)象。

但是，近年來(lái)，物理學(xué)家擴(kuò)大了他們的實(shí)驗(yàn)規(guī)模，用越來(lái)越大的粒子演示了量子疊加。現(xiàn)在，一個(gè)國(guó)際研究人員小組已使由2,000個(gè)原子組成的分子同時(shí)占據(jù)兩個(gè)位置，即實(shí)現(xiàn)了量子疊加。

為了實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，研究人員建立了一個(gè)之前著名實(shí)驗(yàn)的復(fù)雜的現(xiàn)代版本，這個(gè)實(shí)驗(yàn)曾首先展示了量子疊加。

長(zhǎng)期以來(lái)，研究人員就知道，光線穿過(guò)一塊有兩個(gè)縫隙的擋板時(shí)，會(huì)在擋板后面的墻壁上形成干涉圖案或一系列明暗條紋。但是光被理解為無(wú)質(zhì)量的波，而不是由粒子組成的東西，因此這并不奇怪。但是，在1920年代的一系列著名實(shí)驗(yàn)中，物理學(xué)家表明，通過(guò)薄膜或晶體發(fā)射的電子將以類似的方式起作用，在衍射材料后面的擋壁上形成像光一樣的圖案。

如果電子僅僅是粒子，并且一次只能占據(jù)一個(gè)空間，那么它們將在薄膜或晶體后面的擋壁上形成兩條大致呈狹縫狀的條紋。但是，相反，電子以復(fù)雜的方式撞擊了那堵墻，表明電子已經(jīng)產(chǎn)生了干涉。這是波的一個(gè)信號(hào)；在某些地方，波峰重合，形成了更明亮的區(qū)域；而在其他地方，波峰與波谷重合，因此兩者相互抵消，形成了一個(gè)暗區(qū)。因?yàn)槲锢韺W(xué)家已經(jīng)知道電子具有質(zhì)量并且絕對(duì)是粒子，所以實(shí)驗(yàn)表明物質(zhì)既充當(dāng)單個(gè)粒子又充當(dāng)波。

但是用電子產(chǎn)生干涉圖是一回事。用大分子做這件事要復(fù)雜得多。較大的分子具有較不容易檢測(cè)到的波，因?yàn)楦蟮奈矬w具有較短的波長(zhǎng)，可能導(dǎo)致幾乎看不見(jiàn)的干涉圖。而且，這些2,000原子的粒子的波長(zhǎng)小于單個(gè)氫原子的直徑，因此它們的干涉圖譜不那么引人注目。

為了進(jìn)行大型物體的雙縫實(shí)驗(yàn)，研究人員制造了一臺(tái)可以發(fā)射分子束（這些物體被稱為“富含氟烷基硫烷基鏈的低聚四苯基卟啉”，重量是氫原子的25,000倍）的機(jī)器，可以穿過(guò)一系列帶有多個(gè)狹縫的格柵和擋板。光束長(zhǎng)約2米。科學(xué)家在論文中寫道，光束足夠大，以至于研究人員在設(shè)計(jì)光束發(fā)射器時(shí)必須考慮重力和地球自轉(zhuǎn)等因素。在進(jìn)行量子物理實(shí)驗(yàn)時(shí)，他們還使分子保持一定溫度的狀態(tài)，因此，他們不得不考慮加熱以推動(dòng)粒子運(yùn)動(dòng)。

當(dāng)研究人員打開(kāi)機(jī)器電源時(shí)，光束遠(yuǎn)端的檢測(cè)器仍顯示出干涉圖樣。分子一次占據(jù)空間中的多個(gè)點(diǎn)。

研究人員寫道，這是一個(gè)令人興奮的結(jié)果，證明了比以往任何時(shí)候都更大的量子干涉。

作者寫道：“下一代物質(zhì)波實(shí)驗(yàn)會(huì)將質(zhì)量提高一個(gè)數(shù)量級(jí)?！?/div>